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超塑性成形は、超塑性材料から精密で複雑な部品を作成するために使用される工業プロセスです。
プロセス
材料は、超塑性を促進するために最初に加熱されます。チタン合金（例：Ti 6Al 4V）や一部のステンレス鋼の場合、これは約900℃（1,650℉）、アルミニウム合金（例：AA5083）の場合は450〜520℃です。この状態では材料が柔らかくなるため、熱成形、ブロー成形、真空成形など、通常プラスチックに使用されるプロセスを適用できます。[1]不活性ガスの圧力が超塑性シートに適用され、メス型に押し込まれます。ZYP Coatings JK-41などの離型剤も、金型からの離型を容易にするために金型によく使用されます。これにより、プロセスの精度が向上します。
利点と欠点
このプロセスの主な利点は、1 回の操作で大きく複雑なワークピースを形成できることです。完成品は優れた精度と細かい表面仕上げを備えています。また、スプリングバックや残留応力の影響を受けません。製品を大型化してアセンブリをなくしたり、重量を軽減したりすることもできます。これは航空宇宙用途では重要です。[1]必要な強度が低く、ツールのコストが低くなります。 マクドネル・ダグラスは1980 年代にF-15に SPF の設計と製造技術を採用しました[要出典]。一方、ヨーロッパでは、ユーロファイター タイフーンアセンブリの一部[2] [3] (エンジン ベイ パネル、前部航空機、スラットなど) に適用例が見られます。
このプロセスの最大の欠点は、成形速度が遅いことです。サイクルタイムは2分から2時間までと異なるため、通常は少量生産アプリケーションで使用されます。[4] [1]もう1つの欠点は、製造された部品の厚さが均一でないことです。[5] SPF部品の厚さの均一性を改善するために、いくつかの方法が使用されています。1つは、一定圧力の代わりに設計された変動ガス圧力プロファイルを適用することです。[6]別のアプローチは、金型表面と超塑性シート間の接触摩擦を調整することです。[7]
参照
参考文献
- ^ abc E. Degarmo、J. Black、R. Kohser、「Materials and Processes in Manufacturing（第9版）」、2003年、Wiley、ISBN 0-471-65653-4。
- ^ Hoyle, Craig (2007 年 5 月)。「ユーロファイターの生産技術が BAE Systems を後押し」。FlightGlobal。
- ^ 「エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・エアロストラクチャーズ プレゼンテーションパンフレット」（PDF）。エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・エアロストラクチャーズ。2021年2月。
- ^ Jarrar, Firas; Jafar, Reem; Tulupova, Olga; Enikeev, Farid; Al-Huniti, Naser (2016 年 1 月)。「AA5083 の超塑性成形のシミュレーションのための構成モデリング」。Materials Science Forum。838–839 : 512–517。doi : 10.4028 /www.scientific.net/MSF.838-839.512。ISSN 1662-9752 。
- ^ F. Jarrar、M. Liewald、P. Schmid、およびA. Fortanier、「鋭い半径を持つ三角形チャネルの超塑性成形」、Journal of Materials Engineering and Performance、2014年、23(4)、p 1313-1320。
- ^ FS Jarrar、LG Hector Jr.、MK Khraisheh、およびK. Deshpande、「AA5083バルジ成形における可変ひずみ速度変形経路からのガス圧力プロファイル予測」、Journal of Materials Engineering and Performance、2012年、21(11)、p 2263–2273。
- ^ 12. MI Albakri、FS Jarrar、MK Khraisheh、「AA5083の超塑性成形に対する界面摩擦分布の影響」、Journal of Engineering Materials and Technology、2011、133、p 031008-031014。